微帶可重構(gòu)天線研究.pdf

1、可重構(gòu)天線是當(dāng)前天線領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本論文對(duì)基于微帶貼片的可重構(gòu)天線進(jìn)行了大量的分析和設(shè)計(jì)研究，提出了多種方向圖可重構(gòu)及頻率和方向圖同時(shí)可重構(gòu)的天線方案，為可重構(gòu)天線的進(jìn)一步研究和應(yīng)用提供了較好的研究基礎(chǔ)。 第一章首先綜述了自二十世紀(jì)九十年代末期現(xiàn)代可重構(gòu)天線概念提出以來(lái)可重構(gòu)天線的研究進(jìn)展?？芍貥?gòu)天線是為了克服現(xiàn)代無(wú)線綜合信息系統(tǒng)進(jìn)一步向大容量、多功能、超寬帶方向發(fā)展所面臨的“瓶頸”而提出，并基于現(xiàn)代微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)

2、發(fā)展起來(lái)的。目前，這一研究領(lǐng)域在國(guó)際上仍然處于起步階段，面臨諸多難題，因此可重構(gòu)天線的研究具有很強(qiáng)的前沿性和探索性。 第二章首先對(duì)天線輻射的基本理論進(jìn)行了介紹，然后介紹了微帶天線的基本理論，包括微帶天線的輻射機(jī)理，微帶天線的優(yōu)缺點(diǎn)，以及分析微帶天線的兩種解析法：傳輸線模型和腔模理論。 第三章分析了二元微帶八木天線的頻率特性和方向圖特性，并引入槽單元，改變了天線的特性。首先對(duì)八木天線和微帶八木天線的輻射原理進(jìn)行了介紹，然后

3、詳細(xì)地分析了二元微帶八木天線中激勵(lì)貼片和寄生貼片之間的耦合關(guān)系，提出了分析耦合微帶貼片的奇偶模分析方法，并利用此方法，成功地解釋了二元微帶八木天線的方向圖特性。最后，在寄生貼片上引入一種槽單元，通過(guò)改變槽單元的尺寸和位置，改變了八木天線的頻率特性和方向圖特性。詳細(xì)地研究了槽單元的尺寸、位置等對(duì)天線特性的影響。 第四章提出了幾種將槽單元引入微帶八木天線實(shí)現(xiàn)方向圖重構(gòu)的天線方案。詳細(xì)地分析了在五元微帶八木天線上引入槽單元后，天線的頻

4、率特性和方向圖特性，提出了降低天線副瓣電平、增加波束偏移角度和增加天線帶寬的方法。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了三個(gè)單端口饋電的方向圖可重構(gòu)五元微帶八木天線，通過(guò)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)寄生貼片的狀態(tài)，可使天線在E面上半空間實(shí)現(xiàn)波束連續(xù)掃描。在單端口饋電方向圖可重構(gòu)微帶八木天線的基礎(chǔ)上，還設(shè)計(jì)了一個(gè)雙端口饋電的方向圖可重構(gòu)二維微帶八木天線陣。當(dāng)兩個(gè)端口分別饋電時(shí)，天線的線極化波束能分別在兩個(gè)正交的平面上實(shí)現(xiàn)掃描。當(dāng)兩個(gè)端口以90度的相位差同時(shí)饋電時(shí)，天線的圓極化波

5、束能實(shí)現(xiàn)幾乎整個(gè)上半空間全方位的掃描?；诘谌碌姆治鼋Y(jié)果，還設(shè)計(jì)了一個(gè)方向圖可重構(gòu)三元微帶八木天線，它的激勵(lì)貼片和寄生貼片尺寸完全相同，天線能在E面上半空間實(shí)現(xiàn)波束連續(xù)掃描。所有天線的主要工作頻率均在10GHz附近，它們都有多個(gè)工作狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)方向圖的掃描，而且，有的狀態(tài)還能實(shí)現(xiàn)多頻段工作。 第五章提出了一種頻率和方向圖同時(shí)重構(gòu)的微帶八木天線。在第四章方向圖可重構(gòu)微帶八木天線的基礎(chǔ)上，提出了一種頻率和方向圖同時(shí)可重構(gòu)的微帶八

6、木天線方案。通過(guò)在激勵(lì)貼片上加載切槽，并調(diào)節(jié)切槽中開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，可改變天線的工作頻率。根據(jù)切槽深度與天線諧振頻率的關(guān)系，分析了選擇合適的切槽深度，以得到較好的頻率特性和方向圖特性的方法。當(dāng)天線工作在低頻時(shí)，通過(guò)兩種狀態(tài)可以使天線在E面上半空間實(shí)現(xiàn)波束掃描；當(dāng)天線工作在高頻時(shí)，通過(guò)三種狀態(tài)，可以使天線在E面上半空間實(shí)現(xiàn)波束連續(xù)掃描。 第六章將Hilbert曲線引入微帶貼片天線，設(shè)計(jì)了三種單端口的方向圖可重構(gòu)Hilbert貼片天線，及